一天狂下香蕉會怎樣?(劇透:超級災難)

一天狂下香蕉會怎樣?(劇透:超級災難)

一天狂下香蕉會怎樣?(劇透:超級災難)

從好奇到科學:兩個荒謬問題的教學重點

這裡挑出兩個有趣的情境──用水母發電與一天只下香蕉──把其中的科學原理拆解成容易理解的重點,並保留具體例子幫助想像。

水母發電的基礎:能量來源與量級思考

任何發電方案的第一步是問:需要多少能量?以東京為例,年用電約280太瓦時(280 TWh),這是一個龐大的數字,超過二十個國家合計。光有創意想法還不夠,必須用量化計算來驗證可行性。

有些水母會發光,但把發光當成電力來源效率極低:一隻發光水母接小太陽能板可能只產生微瓦時的能量;要滿足東京需求,理論上需要天文數字的水母,根本不實際。

什麼是壓電效應?用簡單比喻看懂

壓電效應就是某些固體(例如石英)在被擠壓時會產生電荷。想像很多小金字塔形的原子排隊,平時正負電荷互抵;受力時它們會偏移,結果一端偏正、一端偏負,就像產生了一個小型電池。生活中的例子包括石英手錶與某些舞廳用人體踩踏發電的實驗。

把水母和壓電材料結合的想法與實際數字

有人想把大型的野村水母(Nomura,身寬可達2米、觸手很長)套上一種有壓電性的合成「潛水衣」(例如尼龍-11),讓觸手每次擺動或收縮都彎曲奈米纖維,產生電流。單隻水母即便把大約1000條觸手包起來,全年發電量約10千瓦時,相當於一台筆電跑20天。

要替東京供電,估算需要大約290億隻這種水母。光是養殖與存放的空間就驚人:若每隻給5米見方的立方體空間,全部水母的總體積約為富士山體積的七倍。再加上觸手與電線會短路、死亡率高、需要大量浮游生物作為餵養來源,成本與生態代價遠遠超過回收的電能——用一百萬美元換一塊一美元的等價比喻也不足以形容浪費。

香蕉雨的量級與物理後果

把一天全球降雨的水量(約1.33兆噸)全部換成香蕉,是個好做尺度的例子:一根香蕉約120克,換算下來一天全球會落下約11.1京(quadrillion)根香蕉,總重同樣是1.33兆噸。分布到乾旱地區也會是巨量,例如撒哈拉一天可能掉下1.5萬億根香蕉。

但更關鍵的是物理破壞:從雲層高度約3000公尺落下的香蕉,終端速率可達240公尺/秒(約每小時860公里),撞擊地面時的動能類似把保齡球從50公尺高拋下。多達數十億、數兆的香蕉同時下落,會毀壞建築、砸碎窗戶、碾碎車輛與生物。以倫敦為例,單日可能遭受210億根香蕉(約250萬噸),城市基礎設施會立即受創。

後續的環境連鎖反應

被打爛的香蕉堆積成一層黏稠的果泥,流入河流與海洋,造成海岸堵塞與生態窒息。更糟的是這些腐敗物會釋放大量甲烷:估算中有約1.6千億噸甲烷被釋出,這是目前年度排放量的數百倍。甲烷比二氧化碳更強的短期溫室效應,短時間內會把全球溫度往上推升,導致生態系統崩潰與大規模滅絕。

從趣味想像到科學素養

這兩個例子教我們幾件事:第一,提出奇想很有趣,但要靠量化(算數量、看能量密度)來判斷可行性;第二,某些看似「自然」或「綠色」的方案,放大到工業規模時會產生巨大的環境成本;第三,理解基本物理(能量守恆、動能、溫室氣體效應)可以幫助我們快速分辨美麗想像與實際可行性。

最後,小心把日常的幽默問題當成科學啟發:它們不只讓人發笑,也提供了練習用簡單數據檢驗世界的機會。

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